Новая веха в создании ткани человеческого мозга в лабораторных условиях

Фото: EurekAlert!Новая веха в создании ткани человеческого мозга в лабораторных условияхСогласно передовому лабораторному методу, который превращает человеческие стволовые клетки в клетки подобные мозговой ткани, в настоящее время более точно чем когда-либо, повторяется мозговое развитие человека, согласно новому исследованию из Школы медицины Западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve University School of Medicine). Новые методы восстановления мозговой ткани Исследование, опубликованное в научном журнале Nature Methods, демонстрирует, как вырастить мозговые «органоиды» в лабораторных пробирках — самоорганизующиеся мини-сферы, которые теперь содержат все основные типы клеток, обнаруженные в коре головного мозга человека. С момента своего дебюта так называемая органоидная технология повысила способность исследователей создавать и изучать ткань человека в лаборатории. Но когда дело доходит до мозга, модели не были полностью готовы. Это новое исследование содержит недостающее звено. «Мы взяли систему органоидов и добавили третий основной тип клеток в центральной нервной системе — олигодендроциты — и теперь имеем более точное представление о клеточных взаимодействиях, которые происходят во время развития мозга человека», — сказал автор исследования Пол Тезар (Paul Tesar). Олигодендроциты играют важную роль в здоровье головного мозга. Они производят миелин, жироподобное вещество, которое обертывает и поддерживает связи в нервных клетках, подобно изоляции вокруг электрического шнура. Без миелина нервные клетки не могут эффективно передавать сигнал и могут повреждаться. Многие неврологические заболевания являются результатом дефектов миелина, включая рассеянный склероз и редкие педиатрические генетические нарушения. «Это мощная платформа для понимания человеческого развития и неврологических заболеваний», — сказал Тезар. «Используя технологию стволовых клеток, мы можем генерировать почти неограниченное количество человеческой мозговой ткани в лабораторных условиях. Наш метод создает «мини-кору», содержащую нейроны, астроциты, а также олигодендроциты, продуцирующие миелин. Это важный шаг к пониманию развития человеческого мозга, который ранее был недоступен». Тезар с соавторами также продемонстрировали, как их улучшенная органоидная система может использоваться для тестирования препаратов, улучшающих миелин. «Эти органоиды обеспечивают способ спрогнозировать безопасность и эффективность новых терапевтических препаратов миелина на мозговой ткани человека в лаборатории до клинического тестирования на людях», — сказал соавтор исследования Майур Мадхаван (Mayur Madhavan). Материалы и методы обследования Ученые обработали органоиды с ранее обнаруженными лекарственными средствами для увеличения продуцирования миелина у мышей. Впервые исследователи использовали эту модель для тестирования препаратов, которые улучшают генерацию олигодендроцитов человека и миелина. Исследовательская группа также создавала органоиды у пациентов с болезнью Пелизея-Мерцбахера, редкое, но смертельное генетическое нарушение продукции миелина. «Болезнь Пелизея-Мерцбахера плохо изучена из-за множества различных мутаций, которые могут вызвать ее, и недоступности мозговой ткани пациента», — сказал соавтор исследования Захари Невин (Zachary Nevin), соавтор исследования,- “но эти новые органоиды позволяют нам непосредственно изучать ткань, подобную мозгу у многих пациентов и одновременно тестировать потенциальную терапию». Результаты научной работы Органоиды, полученные от пациентов с тремя различными мутациями болезни Пелизея-Мерцбахера, каждый из которых продемонстрировал уникальные характеристики. Полученные результаты подтверждают правильность установки в качестве универсальной платформы для наблюдения и препарирования болезни миелина человека и тестирования индивидуальной терапии.Органоиды, полученные от пациентов с тремя различными мутациями Пелизея-Мерцбахера, продемонстрировали уникальные характеристики, которые могут быть нацелены на лечение наркозависимости. Выводы «Наш метод позволяет генерировать человеческую мозговую ткань в лаборатории у любого пациента», — сказал Тесар. «В более широком смысле он может точно повторить, как строится человеческая нервная система, и определить, что пойдет не так при определенных неврологических состояниях». Авторы другого исследования утверждают, что стволовые клетки способны восстанавливать головной мозг после инсульта.